循环流化床锅炉自然循环

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作人员进出
c) 管座：汽包上的管孔，并焊上短管，称
d) 安装：汽包用吊箍悬吊在炉顶大梁上，悬吊结构利于
汽包受热温升后自由膨胀
（二）汽包的作用
1）汽包是工质加热、蒸发、过热三个过程 的连接点和分界点，图6-3
• 即省煤器、水冷壁及过热器的连接中心
• 2）锅炉增加了锅炉的蓄热量，能使锅炉快速适应 外界负荷的变化，具有较好的负荷调节特性
多此，现当 象蒸 称传汽热与恶管化壁。接触由于α2低，壁温急剧上升，
• 1、第一类：
• 在管内壁上→汽泡产生速度＞汽泡脱离壁面速 度→汽泡在管内壁上聚集起来→形成蒸汽膜→将 管中心的水与管壁隔开→使管壁面得不到水的冷 却→引起管壁面出现传热恶化→导致管壁超温
•
此类发生在质量含汽率较↓→但热负荷过↑→
• 1.膜式水冷壁—由鳍片管连接而成
• 类型：→轧制鳍片管，图6-7（a）国产超高压
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400t/h，670t/h 多采用轧制鳍片管焊接
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而成的膜式
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→焊接鳍片管图6-7（b），光管间焊接扁
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钢制成称焊接鳍片管，
国产亚临界自然循环炉多采用焊接鳍片管
• 优点：
• 1）膜式的炉膛严密性好→适用于正或负压炉膛
• 流化床锅炉炉膛的热负荷比煤粉炉低得多，水 冷壁工质温度最低处在炉底，而恰好是炉内热负 荷最高处，故水冷壁发生传热恶化的几率小的多。
第三节 汽包及蒸汽进化
• 一、汽包
（一）结构：图6-2 由筒身和两端的封头组成
a) 筒身：由钢板卷制焊接制成
b) 封头：用钢板模压制成，焊接于筒身，在封头中部留
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有椭圆形或圆形人孔门，以备安装和检修时工
第二节 锅炉蒸发受热面—常指水冷壁
• 一、水冷壁结构
作用：
• 1）接受炉膛中高温火焰的辐射热→将水变成汽
• 水混合物
• 2）使炉墙温度大大↓→因而炉墙结构简化→炉
• 墙重量↓
• 3）↓炉墙附近和炉出口处烟温→防或↓炉膛或
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对流受热面结渣
• 类型：根据结构分光管、膜式、和销钉三类。
• 流化床炉膛上部为膜式，下部为带销钉的膜式
• 1.循环流速ω0—指在循环回路中按工作压力下饱
•
和水密度 折算的上升管入口处的水流速
• 循环流速表征了流体流动的快慢，它反映了管 内流动的水将管外吸收的热量和所产生的蒸汽带 走的能力。
• 循环流速越大，工质在管内的放热系数越大， 带走的热量越多，管壁散热越好，管壁越不易超 温。
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ω0=/G/Aρ′ m/s
卫燃带：在销钉式水冷壁的销钉上，敷盖耐火材料形成卫燃带，在燃烧无烟煤、 贫煤等着火困难的煤时，减少着火区水冷壁的吸热量， 着火区域内温度，改着火和燃烧情况。
二、水冷壁管内两相流体的流型与传热
• 二、水冷管内流型与传热区段 （一）汽水两相流动的流型—图6-8 （二）管内传热区段—图6-9
• 图6-9（a）汽水两相流流型 • 图6-9（b）含汽率变化 • 图6-9（c）压力变化 • Tb=tg+q(1/α2+δ/λ) • 水的沸腾放热系数达104W/M2.℃,而蒸汽却小的
• 2.循环倍率K—指进入上升管的循环水流量G与上
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升管出口的蒸汽流量D之比值
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K=G/D=G/GXc
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K=1/Xc
• Xc—上升管出口处的质量含汽率
• K的物理意义：上升管产生1kg蒸汽需要多少千克 水。
• K越大→上升管出口处汽水混合物中的水份额大
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→水循环越安全
• K过大→产汽量太少→锅炉蒸发量不能满足
第六章、自然循环蒸发系统及蒸汽净化
• 第一节、自然水循环的基本原理
• 一、自然循环的工作原理
• 1）作用：吸收炉内燃料燃烧放出的热量→把炉水转变
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为饱和蒸汽
• 2）组成：图6-1由汽包、下降管、联箱、水冷壁、导汽
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管等组成。其中、汽包、下降管、导汽管、联
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箱位于炉外→不受热
• 3）流程：给水→省煤器加热→汽包→水经下降管→下联
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12mm， 长20-25mm的圆柱形销钉→并
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在其上覆盖一层烙矿砂耐火材料
• 作用：燃烧无烟煤、贫煤时↓部分水冷壁的吸热量
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→↑燃烧器区域的烟温↑着火性能
• 销钉作用矸石为了固定耐磨耐火浇注料。
销钉式水冷壁 1.作用： 固牢耐火材料，形成 卫燃带、熔渣池等。
2.适用：卫燃带、 旋风筒、熔渣池等 特殊区域。
核态沸腾转为膜态
• 对于电站锅炉，受热面热负荷难达到极限值， 发生第一类传热恶化现象的可能性小。
• 1.第二类
• 发生在环状流和受热面热负荷较大的区域。在 管内含汽率较↑的液体欠缺对流传热区→该区水膜 很薄→它可能被蒸干→也可能被速度较高的汽流 撕破→管壁得不到水冷却→α↓↓→这类传热恶化是 由于含水欠缺造成→又称〝蒸干〞传热恶化。电 站锅炉遇到的多属于此类传热恶化。
• 自补偿能力：自然循环回路中，当X＜Xlj • （或K＞Klj）时→随热负荷↑，上升管受热 • ↑→ω0和G↑→当受热↓→ω0和G↓的特性 • ω0↓的区→热负荷↑→ω0反而↓→不安全 • 图6-2可见，AC段，随含气率X增大→运动压头
的增加＞流动阻力的增加，循环流速增大，
• C以后，随含气率X增大→运动压头的增加＜流动 阻力的增加，循环流速反而下降，失去自补偿能 力
• →对负压炉膛漏风大大↓
• 对流化床锅炉可减轻正压运行炉膛部位的向外泄 露。
• 2）相同炉壁面积下→膜式辐射传热面积＞光管→
• 节省钢材
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• 3）炉墙厚和重量大大↓ →炉墙蓄热量可↓75-80%
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→锅炉启动速度↑
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→悬吊结构简化
• 缺点：制造、检修工艺复杂
• 2.销钉水冷壁—卫燃带
• 卫燃带—水冷壁管外侧焊接上很多直径为3-
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箱→水冷壁受热达到ts后形成汽水混合物→汽包
• 4）自然循环：汽水密度差产生的流动动力
• 回路中的循环推动力称为运动压头，它由下降 管中的工质柱重与上升管中的工质柱重之差形成
• 运动压头的大小取决于饱和水密度和饱和蒸汽 的密度，上升管中的含汽率及循环回路的高度。
二、自然循环工作的可靠性指标
• （一）循环流速与循环倍率
• 3）汽包内有汽水分离装置和排污装置，来保证蒸 汽品质
• 4）汽包上装有压力表、水位计、事故放水门、安 全阀等附属设备，保证锅炉安全工作
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二、蒸汽净化
• 蒸汽质量包括：蒸汽压力，温度和蒸汽品质 • 蒸汽品质:：指蒸汽清洁度→常用单位质量的蒸
汽中含有杂质来衡量→蒸汽杂质主要是盐类→故 杂质含量用含盐量表示 μg/kg 或mg/kg • 蒸汽净化的目的：是使蒸汽具有一定的纯洁度 • （一）蒸汽污染的原因 • a.蒸汽引出汽包时，携带有含杂质的水滴 • b.蒸汽本身溶解杂质 • c.锅水含有杂质